三向球面空腹网壳是一种新型的空间结构形式,它可以看成是两个同曲率中心的三向网格球面单层网壳仅通过腹杆相连而来,并且连接上下弦的腹杆都指向曲率中心。为充分认识该结构的受力特点,本文运用大型有限元软件ANSYS对三向球面空腹网壳的稳定性及抗震性能进行了深入的研究。本文首先对三向球面空腹网壳进行了特征值屈曲分析和几何非线性稳定分析。计算了三向球面空腹网壳的屈曲荷载和屈曲模态；分析了矢跨比、网壳厚度、腹杆截面等参数对三向球面空腹网壳极限承载力的影响；并将其结果与单层三向网格球面网壳的稳定性能进行了对比研究。其次,本文分析了三向球面空腹网壳的动力特性,采用子空间迭代法计算出结构的自振频率和振型,研究了矢跨比、网壳厚度、腹杆截面、荷载大小以及支座约束等参数对该结构自振频率的影响。最后,本文采用反应谱法和时程分析法对三向球面空腹网壳进行了地震响应研究。分析了结构在水平方向、竖向以及水平和竖向地震同时作用下的动力响应和位移变化情况,比较了反应谱法和时程分析法所得的结果,为该类结构的抗震设计提供了有价值的参考。